JP2022064089A - ウェーハの加工方法、及び、加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 裏面研削によって直径が小さくなったウェーハの表面からはみ出した保護テープのはみ出しに起因する不具合発生を抑制するための新規な技術を提案する。【解決手段】 外周に面取り部Ｗｍが形成されたウェーハＷの加工方法であって、ウェーハＷの表面Ｗａに保護テープＴを貼着するとともに保護テープＴの直径をウェーハＷの直径と同径にするテープ貼着ステップと、保護テープＴを介して保持テーブル１０でウェーハＷを保持して裏面Ｗｂを露出させる保持ステップと、保持テーブル１０で保持されたウェーハＷの裏面Ｗｂを研削砥石２３ａで研削してウェーハＷの厚みを元の厚みの半分よりも薄くなるように薄化することでウェーハＷの直径が縮径され保護テープＴがウェーハＷからはみ出すはみ出し部Ｔｍが形成される研削ステップと、研削ステップを実施した後、保護テープ１０のはみ出し部Ｔｍを加熱して収縮させる収縮ステップと、を備えたウェーハＷの加工方法とする。【選択図】図６

Description

本発明は、外周に面取り部が形成されたウェーハの加工方法に関するものである。
従来、半導体デバイスの製造工程におけるウェーハ（半導体ウェーハ）の裏面研削に際し、ウェーハの表面のデバイスを保護するために、ウェーハの表面に保護テープが貼着される。
そして、ウェーハの裏面研削後は、例えばピールテープを用いて保護テープが剥離される。保護テープを剥離する際には、接着力が強いピールテープ（剥離用テープ）を保護テープに貼着し、ピールテープを引っ張り上げることでピールテープとともに保護テープを剥離させることが行われる。
具体的には、図９（Ａ）に示すように、ウェーハ７０の表面７０ａ側に保護テープ７２が貼着され、ウェーハ７０の裏面７０ｂ側が研削される。そして、裏面研削後は、図９（Ｂ）に示すように、ウェーハ７０の裏表を反転し、裏面７０ｂ側がダイシングテープ７４に貼着されるとともに、保護テープ７２のエッジ部分をまたぐようにピールテープ７６を保護テープ７２に押し付けて貼着した後、ピールテープ７６を引き上げることでウェーハ７０から保護テープ７２を剥離させる。
特許文献１では、このピールテープ（剥離用テープ）を供給、貼着、切断するためのテープカッター（剥離用テップカッター）の構造について開示をしている。
特開２０１９－１０２７６９号公報
図９（Ｂ）に示すように、保護テープ７２の外周縁にピールテープ７６を貼着することは重要となる。仮に、ピールテープ７６が保護テープ７２の外周縁よりも内側部分に貼着され、外周縁には貼着されないこととなると、ピールテープ７６を引き上げた際に保護テープ７２がウェーハ７０から剥離し難くなり、ピールテープ７６が保護テープ７２から剥がれてしまい、保護テープ７２の剥離不良が生じる可能性があるためである。
一方、図９（Ａ）に示すように、ウェーハ７０の外周はハンドリング性の向上や破損防止のために面取りされており、表面から裏面に至る断面が円弧状に形成され、面取り部７０ｍが形成されている。このため、表面７０ａに保護テープ７２を貼着したウェーハ７０の裏面７０ｂを研削し、例えば厚さ５０μｍにまで薄化すると保護テープ７２の直径がウェーハの直径よりも大きくなり、保護テープ７２がウェーハ７０の表面からはみ出し量Ｍだけはみ出して、はみ出し部７２ｍが形成された状態となる。
そして、このように保護テープ７２の直径がウェーハ７０の直径よりも大きい状態で、図９（Ｂ）に示すように、ピールテープ７６を保護テープ７２の外周縁に貼着しようとすると、ウェーハ７０からはみ出した保護テープ７２のはみ出し部７２ｍがダイシングテープ７４に貼着してしまい、保護テープ７２を剥離するのが難しくなってしまう。
特に、ＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）付きのダイシングテープである場合には、ＤＡＦに付着させた保護テープを無理に剥離させると、ＤＡＦがダイシングテープから剥がれてしまう恐れがある。
本願発明は、以上の問題に鑑み、裏面研削によって直径が小さくなったウェーハの表面からはみ出した保護テープのはみ出しに起因する不具合発生を抑制するための新規な技術を提案するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
本発明の一態様によれば、
外周に面取り部が形成されたウェーハの加工方法であって、
ウェーハの表面に保護テープを貼着するとともに保護テープの直径をウェーハの直径と同径にするテープ貼着ステップと、
保護テープを介して保持テーブルでウェーハを保持して裏面を露出させる保持ステップと、
保持テーブルで保持されたウェーハの裏面を研削砥石で研削してウェーハの厚みを元の厚みの半分よりも薄くなるように薄化することでウェーハの直径が縮径され保護テープがウェーハからはみ出すはみ出し部が形成される研削ステップと、
研削ステップを実施した後、保護テープのはみ出し部を加熱して収縮させる収縮ステップと、を備えたウェーハの加工方法とするものである。
また、本発明の一態様によれば、
外周に面取り部が形成されるとともに同径の保護テープが表面に貼着されたウェーハを研削する研削装置であって、
保護テープを介してウェーハを保持する保持テーブルと、
保持テーブルで保持されたウェーハを研削する研削砥石を有した研削ユニットと、
研削ユニットでウェーハを研削しウェーハの厚みを半分より薄化することでウェーハが縮径されて形成された保護テープがウェーハからはみ出すはみ出し部を加熱して収縮させる加熱ユニットと、を備えた研削装置とするものである。
また、本発明の一態様によれば、
研削ユニットで研削されたウェーハを洗浄する洗浄ユニットを備え、
加熱ユニットは、洗浄ユニットで洗浄されたウェーハの保護テープのはみ出し部を加熱する、こととするものである。
本発明の一態様によれば、ウェーハの薄化によって形成された保護テープのはみ出し部を解消することができ、後に保護テープをピールテープにより剥離する際に、はみ出し部がダイシングテープやＤＡＦに付着してしまう不具合の発生を防止できる。
また、本発明の一態様によれば、洗浄ユニットから搬出される際には保護テープのはみ出し部が解消された状態とすることができ、研削装置において保護テープのはみ出しの問題を解消することができる。
本発明の実施に用いられる研削装置の構成例について示す図。 被加工物であるウェーハの一例を示す図。 加工方法の手順について示すフローチャート図。 （Ａ）はウェーハに保護テープを貼着した状態について示す図。（Ｂ）は保持テーブルでウェーハを保持した状態を示す図。 （Ａ）は研削ステップについて説明する図。（Ｂ）はウェーハの薄化について示す図。（Ｃ）は面取り部の他の形態について説明する図。 （Ａ）は収縮ステップについて説明する図。（Ｂ）は収縮によりはみ出し部が解消された状態について説明する図。 ウェーハユニットの構成について説明する図。 （Ａ）はピールテープを貼着する様子について説明する図。（Ｂ）は保護テープの剥離について説明する図。 （Ａ）は従来の保護テープのはみ出しについて説明する図。従来のピールテープの貼着の様子について説明する図。
図１は、本発明の実施に用いられる研削装置の構成例について示すものである。
この研削装置１は、被加工物であるウェーハＷの裏面Ｗｂを研削加工することで、ウェーハＷを薄化する装置である。加工対象としてのウェーハＷは、例えば、シリコン、サファイア、窒化ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。
図２は被加工物であるウェーハＷの一例を示すものである。図２の例では、ウェーハＷは、表面Ｗａが下側、裏面Ｗｂが上側となるように配置され、表面Ｗａ側が保護テープＴに貼着される。帯状の保護テープＴは、ウェーハＷの外周に沿うようにカットされ、ウェーハＷと一体化される。ウェーハＷの表面Ｗａには、格子状に形成される分割予定ラインにより区画される各領域に、デバイスＤが形成される。
図１に示すように、研削装置１は、ウェーハＷを保持する保持テーブル１０と、保持テーブル１０に保持されたウェーハＷを研削する第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂと、を備える。また、研削装置１は、搬送装置４０と、ターンテーブル５０と、洗浄ユニット６０と、制御装置６５などを備える。
搬送装置４０は、研削加工前のウェーハＷを保持テーブル１０上に供給するとともに、研削加工後のウェーハＷを回収するためのものである。搬送装置４０は、研削加工前のウェーハＷを複数収容する搬入カセット４６と、搬送機構４２と、仮置き部４３と、搬入アーム４４と、搬出アーム４５と、研削加工後のウェーハＷを複数収容する搬出カセット４１などを含んで構成されている。
搬入カセット４６と搬出カセット４１は、同一の構成であり、研削装置１の装置本体２の所定位置に載置される。搬送機構４２は、搬入カセット４６内のウェーハＷを１枚ずつ取り出して、仮置き部４３上に載置するとともに、第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂにより研削加工が施されて洗浄ユニット６０により洗浄されたウェーハＷを搬出カセット４１内に収容するものである。搬入アーム４４及び搬出アーム４５は、例えば、回転動作及び昇降動作が可能な搬送用のアームである。
搬入アーム４４は、仮置き部４３上のウェーハＷを搬出入位置の保持テーブル１０上に載置するとともに、搬出アーム４５は、搬出入位置の保持テーブル１０上の研削加工後のウェーハＷを洗浄ユニット６０に搬送する。保持テーブル１０上に載置されたウェーハＷは、第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂにより順に研削加工が施された後、搬出アーム４５により洗浄ユニット６０まで搬送され、洗浄ユニット６０により洗浄された後、搬送機構４２により搬出カセット４１に収容される。
洗浄ユニット６０には、詳しくは後述するように保護テープＴ（図６）を加熱して収縮させるための加熱ユニット８０が設けられる。なお、加熱ユニット８０は、薄化加工後のウェーハＷの保護テープを加熱することを目的とするものであり、薄化加工後において加熱が可能であれば、洗浄ユニット６０とは異なる箇所に配置してもよい。
ターンテーブル５０は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、Ｚ軸回りに回転可能に設けられ、所定のタイミングで適宜回転駆動される。保持テーブル１０は、ターンテーブル５０上に複数設けられている。本実施形態では、保持テーブル１０は、ターンテーブル５０上に三つ設けられ、例えば、１２０度の角度毎に等間隔に配置されている。
保持テーブル１０は、ウェーハＷの裏面Ｗｂを露出した状態でウェーハＷを吸引保持するものである。保持テーブル１０は、保持面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示せぬ真空吸引経路を介して図示せぬ真空吸引源と接続され、保持面１０ａに載置されたウェーハＷを保護テープＴを介して吸引保持する。
保持テーブル１０は、ターンテーブル５０の回転にともないＺ軸回りに公転し、かつＺ軸回りに自転することで吸引保持したウェーハＷをＺ軸回りに回転させる。保持テーブル１０は、最も搬送装置４０寄りの搬出入位置に位置づけられ、当該位置においてウェーハＷが搬出入されるものであり、また、ターンテーブル５０が回転することで、搬出入位置、粗研削位置、仕上げ研削位置、搬出入位置とに順に移動される。
第１の研削ユニット２０ａは、粗研削位置に位置付けられた保持テーブル１０に保持された研削加工前のウェーハＷの裏面Ｗｂに粗研削加工を施して、ウェーハＷを薄化するためのものである。第２の研削ユニット２０ｂは、仕上げ研削位置に位置付けられた保持テーブル１０に保持された粗研削加工を施されたウェーハＷの裏面Ｗｂに仕上げ研削加工を施して、ウェーハＷを薄化するためのものである。
第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂは、それぞれ加工送り機構２１により加工送りされる。加工送り機構２１は、第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂをＺ軸方向に沿って保持テーブル１０に保持されたウェーハＷに近づけて、第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂを加工送りする。また、加工送り機構２１は、第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂをＺ軸方向に沿って保持テーブル１０に保持されたウェーハＷから遠ざけて、第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂをウェーハＷから離間させる。なお、第１の研削ユニット２０ａが研削するウェーハＷの厚みは、第２の研削ユニット２０ｂが研削するウェーハＷの厚みよりも厚いものとなる。
第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂは、それぞれ、下方に延出されるスピンドルがモーター駆動され、スピンドルの先端に固定された研削ホイール２３，２３がＺ軸回りに高速回転される。研削ホイール２３，２３には、それぞれ研削砥石が設けられ、この研削砥石によってウェーハＷの裏面Ｗｂが研削加工される。
第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂにおいて、研削加工がされる際には、研削ホイール２３をＺ軸回りに回転させながら加工送り機構２１により下方に加工送りすることで、研削砥石がウェーハＷの裏面Ｗｂに押し当てられる。この際、保持テーブル１０の自転によりウェーハＷがＺ軸回りに回転されるとともに、図示せぬ研削水供給手段より研削水がウェーハＷの裏面Ｗｂに供給される。
次に上記の装置構成を用いた加工方法の例について説明する。図３は、以下の加工方法の手順について示すフローチャートである。
＜テープ貼着ステップ＞
図２に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａに保護テープＴを貼着するとともに保護テープＴの直径をウェーハの直径と同径にするステップである。
具体的には、ウェーハよりも大きい保護テープＴにウェーハＷを貼り付けた後、カッターをウェーハＷの外周に沿わせて保護テープＴをカットすることで、図４（Ａ）に示すように、ウェーハＷの最大直径と保護テープＴの直径が略同じになるようにする。
図４（Ａ）の拡大部分に示されるように、ウェーハＷの外周部には、面取り部Ｗｍが形成される。
＜保持ステップ＞
図４（Ｂ）に示すように、保護テープＴを介して保持テーブル１０でウェーハＷを保持して裏面Ｗｂを露出させるステップである。
具体的には、図１に示すように、搬入カセット４６に収容されたウェーハＷが保持テーブル１０に搬入され、保持テーブル１０にてウェーハＷを吸着保持する。
＜研削ステップ＞
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、保持テーブル１０で保持されたウェーハＷの裏面Ｗｂを研削砥石２３ａで研削してウェーハＷの厚みを元の厚みの半分よりも薄くなるように薄化するステップである。なお、ウェーハＷの元の厚みとは、研削する前の厚みである。
具体的には、図１に示すように第１及び第２の研削ユニット２０ａ，２０ｂによって粗研削加工と仕上げ研削加工を順次実施して、図５（Ｂ）に示すように、ウェーハＷの厚みを元の厚みの半分よりも薄い厚みＨに薄化する。
そして、図５（Ｂ）に示すように、薄化によってウェーハＷの元の直径Ｄ１が直径Ｄ２に縮径され、保護テープＴがウェーハＷからはみ出し量Ｍ１だけはみ出し、はみ出し部Ｔｍが形成される。
なお、図５（Ｂ）に示すように、ウェーハＷの外周部に形成される面取り部Ｗｍは円弧状となるように構成される他、ウェーハの種類によって図５（Ｃ）に示す面取り部Ｗｎのように、傾斜面状となるように構成される場合がある。このような、図５（Ｃ）に示す面取り部Ｗｎが形成されるウェーハにおいても、薄化することによって保護テープＴが大きくはみ出ることとなる。
＜収縮ステップ＞
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、保護テープＴのはみ出し部Ｔｍを加熱して収縮させるステップである。
本実施例では、熱風Ｎを吹き付けるヒートガンにて構成される加熱ユニット８０により、熱風Ｎを保護テープＴに吹き付けることとしている。はみ出し部Ｔｍを収縮させるのに十分な時間と熱風Nの温度は、保護テープTの材質や厚みに応じてあらかじめ実験して選定しておくのが好ましい。熱風Ｎの温度は、例えば、９０℃～１２０℃とすることができる。
この加熱ユニット８０は、図１に示すように、洗浄ユニット６０に設けられ、図６（Ａ）に示すように、洗浄ユニット６０のスピンナテーブル６１に載置された状態のウェーハＷについて、ウェーハＷの洗浄後に熱風Ｎを吹き付ける構成とする。
なお、図６（Ａ）に示すように、加熱ユニット８０は上側（ウェーハＷ側）から熱風Ｎを保護テープＴに吹き付けることとする他、下側（保護テープＴ側）から吹き付けることとしてもよい。また、加熱ユニットとして、ヒートガンに代えてランプなどを用いることとしてもよい。
以上のようにして、図６（Ｂ）に示すように、保護テープＴが収縮してウェーハＷからはみ出したはみ出し部Ｔｍが解消される。
＜剥離ステップ＞
はみ出し部Ｔｍが解消されたウェーハＷは、図７に示すように、裏表を反転させて保護テープＴが上側に露出するようにして、ダイシングテープ８５に貼着される。
なお、図７に示すように、ダイシングテープ８５には、環状のフレームＦも貼着され、ウェーハＷとフレームＦを一体としたウェーハユニットＵが構成され、ウェーハユニットＵとしてハンドリングされる。
そして、図８（Ａ）に示すように、ピールテープ９０を用いて保護テープＴの剥離が行われる。ピールテープ９０は、ウェーハＷの外周縁を跨ぐように配置され、押圧機構９２によって保護テープＴに押し付けられる。
この際、保護テープＴは、ピールテープ９０とともに押し付けられるが、上述した収縮ステップにより保護テープＴのウェーハＷからのはみ出しが解消されているため、保護テープＴがダイシングテープ８５に貼着してしまうことがない。
そして、図８（Ｂ）に示すように、剥離機構９４によってピールテープ９０を引き上げることで、ウェーハＷから保護テープＴを剥離させることができる。
このように、保護テープＴのウェーハＷからのはみ出しが事前に解消されていることにより、保護テープＴを剥離させる過程において、保護テープＴがダイシングテープ８５に貼り付いてしまうことがなく、保護テープＴをスムーズに剥離させることが可能となる。
以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図１乃至図６に示すように、
外周に面取り部Ｗｍが形成されたウェーハＷの加工方法であって、
ウェーハＷの表面Ｗａに保護テープＴを貼着するとともに保護テープＴの直径をウェーハＷの直径と同径にするテープ貼着ステップと、
保護テープＴを介して保持テーブル１０でウェーハＷを保持して裏面Ｗｂを露出させる保持ステップと、
保持テーブル１０で保持されたウェーハＷの裏面Ｗｂを研削砥石２３ａで研削してウェーハＷの厚みを元の厚みの半分よりも薄くなるように薄化することでウェーハＷの直径が縮径され保護テープＴがウェーハＷからはみ出すはみ出し部Ｔｍが形成される研削ステップと、
研削ステップを実施した後、保護テープ１０のはみ出し部Ｔｍを加熱して収縮させる収縮ステップと、を備えたウェーハＷの加工方法とするものである。
これにより、ウェーハＷの薄化によって形成された保護テープ１０のはみ出し部Ｔｍを解消することができ、後に保護テープ１０をピールテープ９０により剥離する際に、はみ出し部ＴｍがダイシングテープやＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）に付着してしまう不具合の発生を防止できる。
また、図１乃至図６に示すように、
外周に面取り部Ｗｍが形成されるとともに同径の保護テープＴが表面に貼着されたウェーハＷを研削する研削装置１であって、
保護テープＴを介してウェーハＷを保持する保持テーブル１０と、
保持テーブル１０で保持されたウェーハＷを研削する研削砥石２３ａを有した研削ユニット２０ａ，２０ｂと、
研削ユニット２０ａ，２０ｂでウェーハＷを研削しウェーハＷの厚みを半分より薄化することでウェーハＷが縮径されて形成された保護テープＴがウェーハＷからはみ出すはみ出し部Ｔｍを加熱して収縮させる加熱ユニット８０と、を備えた研削装置１とするものである。
また、図１及び図６に示すように、
研削ユニット２０ａ，２０ｂで研削されたウェーハＷを洗浄する洗浄ユニット６０を備え、
加熱ユニット８０は、洗浄ユニット６０で洗浄されたウェーハＷの保護テープＴのはみ出し部Ｔｍを加熱する、こととするものである。
これにより、洗浄ユニット６０から搬出される際には保護テープＴのはみ出し部Ｔｍが解消された状態とすることができ、研削装置１において保護テープＴのはみ出しの問題を解消することができる。
１ 研削装置
１０ 保持テーブル
２０ａ 研削ユニット
２０ｂ 研削ユニット
２３ 研削ホイール
２３ａ 研削砥石
６０ 洗浄ユニット
８０ 加熱ユニット
８５ ダイシングテープ
９０ ピールテープ
Ｄ デバイス
Ｆ フレーム
Ｍ１ はみ出し量
Ｎ 熱風
Ｔ 保護テープ
Ｔｍ はみ出し部
Ｕ ウェーハユニット
Ｗ ウェーハ
Ｗａ 表面
Ｗｂ 裏面
Ｗｍ 面取り部

Claims (3)

  1. 外周に面取り部が形成されたウェーハの加工方法であって、
    ウェーハの表面に保護テープを貼着するとともに該保護テープの直径をウェーハの直径と同径にするテープ貼着ステップと、
    該保護テープを介して保持テーブルでウェーハを保持して裏面を露出させる保持ステップと、
    該保持テーブルで保持されたウェーハの該裏面を研削砥石で研削して該ウェーハの厚みを元の厚みの半分よりも薄くなるように薄化することで該ウェーハの直径が縮径され該保護テープが該ウェーハからはみ出すはみ出し部が形成される研削ステップと、
    該研削ステップを実施した後、該保護テープの該はみ出し部を加熱して収縮させる収縮ステップと、
    を備えたウェーハの加工方法。
  2. 外周に面取り部が形成されるとともに同径の保護テープが表面に貼着されたウェーハを研削する研削装置であって、
    該保護テープを介してウェーハを保持する保持テーブルと、
    該保持テーブルで保持されたウェーハを研削する研削砥石を有した研削ユニットと、
    該研削ユニットで該ウェーハを研削し該ウェーハの厚みを半分より薄化することで該ウェーハが縮径されて形成された該保護テープが該ウェーハからはみ出すはみ出し部を加熱して収縮させる加熱ユニットと、を備えた研削装置。
  3. 該研削ユニットで研削されたウェーハを洗浄する洗浄ユニットを備え、
    該加熱ユニットは、該洗浄ユニットで洗浄されたウェーハの該保護テープのはみ出し部を加熱する、
    ことを特徴とする請求項２に記載の研削装置。
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